787aa11e6cff6cbb2af23cec2917a0b7e4e66473
[pandora-kernel.git] / net / mac80211 / rc80211_minstrel_ht.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2010 Felix Fietkau <nbd@openwrt.org>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  */
8 #include <linux/netdevice.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/skbuff.h>
11 #include <linux/debugfs.h>
12 #include <linux/random.h>
13 #include <linux/ieee80211.h>
14 #include <net/mac80211.h>
15 #include "rate.h"
16 #include "rc80211_minstrel.h"
17 #include "rc80211_minstrel_ht.h"
18
19 #define AVG_PKT_SIZE    1200
20 #define SAMPLE_COLUMNS  10
21 #define EWMA_LEVEL              75
22
23 /* Number of bits for an average sized packet */
24 #define MCS_NBITS (AVG_PKT_SIZE << 3)
25
26 /* Number of symbols for a packet with (bps) bits per symbol */
27 #define MCS_NSYMS(bps) ((MCS_NBITS + (bps) - 1) / (bps))
28
29 /* Transmission time for a packet containing (syms) symbols */
30 #define MCS_SYMBOL_TIME(sgi, syms)                                      \
31         (sgi ?                                                          \
32           ((syms) * 18 + 4) / 5 :       /* syms * 3.6 us */             \
33           (syms) << 2                   /* syms * 4 us */               \
34         )
35
36 /* Transmit duration for the raw data part of an average sized packet */
37 #define MCS_DURATION(streams, sgi, bps) MCS_SYMBOL_TIME(sgi, MCS_NSYMS((streams) * (bps)))
38
39 /*
40  * Define group sort order: HT40 -> SGI -> #streams
41  */
42 #define GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)        \
43         MINSTREL_MAX_STREAMS * 2 * _ht40 +      \
44         MINSTREL_MAX_STREAMS * _sgi +           \
45         _streams - 1
46
47 /* MCS rate information for an MCS group */
48 #define MCS_GROUP(_streams, _sgi, _ht40)                                \
49         [GROUP_IDX(_streams, _sgi, _ht40)] = {                          \
50         .streams = _streams,                                            \
51         .flags =                                                        \
52                 (_sgi ? IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI : 0) |                 \
53                 (_ht40 ? IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH : 0),             \
54         .duration = {                                                   \
55                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 54 : 26),          \
56                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 108 : 52),         \
57                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 162 : 78),         \
58                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 216 : 104),        \
59                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 324 : 156),        \
60                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 432 : 208),        \
61                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 486 : 234),        \
62                 MCS_DURATION(_streams, _sgi, _ht40 ? 540 : 260)         \
63         }                                                               \
64 }
65
66 /*
67  * To enable sufficiently targeted rate sampling, MCS rates are divided into
68  * groups, based on the number of streams and flags (HT40, SGI) that they
69  * use.
70  *
71  * Sortorder has to be fixed for GROUP_IDX macro to be applicable:
72  * HT40 -> SGI -> #streams
73  */
74 const struct mcs_group minstrel_mcs_groups[] = {
75         MCS_GROUP(1, 0, 0),
76         MCS_GROUP(2, 0, 0),
77 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
78         MCS_GROUP(3, 0, 0),
79 #endif
80
81         MCS_GROUP(1, 1, 0),
82         MCS_GROUP(2, 1, 0),
83 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
84         MCS_GROUP(3, 1, 0),
85 #endif
86
87         MCS_GROUP(1, 0, 1),
88         MCS_GROUP(2, 0, 1),
89 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
90         MCS_GROUP(3, 0, 1),
91 #endif
92
93         MCS_GROUP(1, 1, 1),
94         MCS_GROUP(2, 1, 1),
95 #if MINSTREL_MAX_STREAMS >= 3
96         MCS_GROUP(3, 1, 1),
97 #endif
98 };
99
100 static u8 sample_table[SAMPLE_COLUMNS][MCS_GROUP_RATES];
101
102 /*
103  * Perform EWMA (Exponentially Weighted Moving Average) calculation
104  */
105 static int
106 minstrel_ewma(int old, int new, int weight)
107 {
108         return (new * (100 - weight) + old * weight) / 100;
109 }
110
111 /*
112  * Look up an MCS group index based on mac80211 rate information
113  */
114 static int
115 minstrel_ht_get_group_idx(struct ieee80211_tx_rate *rate)
116 {
117         return GROUP_IDX((rate->idx / MCS_GROUP_RATES) + 1,
118                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI),
119                          !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH));
120 }
121
122 static inline struct minstrel_rate_stats *
123 minstrel_get_ratestats(struct minstrel_ht_sta *mi, int index)
124 {
125         return &mi->groups[index / MCS_GROUP_RATES].rates[index % MCS_GROUP_RATES];
126 }
127
128
129 /*
130  * Recalculate success probabilities and counters for a rate using EWMA
131  */
132 static void
133 minstrel_calc_rate_ewma(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_rate_stats *mr)
134 {
135         if (unlikely(mr->attempts > 0)) {
136                 mr->sample_skipped = 0;
137                 mr->cur_prob = MINSTREL_FRAC(mr->success, mr->attempts);
138                 if (!mr->att_hist)
139                         mr->probability = mr->cur_prob;
140                 else
141                         mr->probability = minstrel_ewma(mr->probability,
142                                 mr->cur_prob, EWMA_LEVEL);
143                 mr->att_hist += mr->attempts;
144                 mr->succ_hist += mr->success;
145         } else {
146                 mr->sample_skipped++;
147         }
148         mr->last_success = mr->success;
149         mr->last_attempts = mr->attempts;
150         mr->success = 0;
151         mr->attempts = 0;
152 }
153
154 /*
155  * Calculate throughput based on the average A-MPDU length, taking into account
156  * the expected number of retransmissions and their expected length
157  */
158 static void
159 minstrel_ht_calc_tp(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
160                     int group, int rate)
161 {
162         struct minstrel_rate_stats *mr;
163         unsigned int usecs;
164
165         mr = &mi->groups[group].rates[rate];
166
167         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
168                 mr->cur_tp = 0;
169                 return;
170         }
171
172         usecs = mi->overhead / MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
173         usecs += minstrel_mcs_groups[group].duration[rate];
174         mr->cur_tp = MINSTREL_TRUNC((1000000 / usecs) * mr->probability);
175 }
176
177 /*
178  * Update rate statistics and select new primary rates
179  *
180  * Rules for rate selection:
181  *  - max_prob_rate must use only one stream, as a tradeoff between delivery
182  *    probability and throughput during strong fluctuations
183  *  - as long as the max prob rate has a probability of more than 3/4, pick
184  *    higher throughput rates, even if the probablity is a bit lower
185  */
186 static void
187 minstrel_ht_update_stats(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
188 {
189         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
190         struct minstrel_rate_stats *mr;
191         int cur_prob, cur_prob_tp, cur_tp, cur_tp2;
192         int group, i, index;
193
194         if (mi->ampdu_packets > 0) {
195                 mi->avg_ampdu_len = minstrel_ewma(mi->avg_ampdu_len,
196                         MINSTREL_FRAC(mi->ampdu_len, mi->ampdu_packets), EWMA_LEVEL);
197                 mi->ampdu_len = 0;
198                 mi->ampdu_packets = 0;
199         }
200
201         mi->sample_slow = 0;
202         mi->sample_count = 0;
203         mi->max_tp_rate = 0;
204         mi->max_tp_rate2 = 0;
205         mi->max_prob_rate = 0;
206
207         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
208                 cur_prob = 0;
209                 cur_prob_tp = 0;
210                 cur_tp = 0;
211                 cur_tp2 = 0;
212
213                 mg = &mi->groups[group];
214                 if (!mg->supported)
215                         continue;
216
217                 mg->max_tp_rate = 0;
218                 mg->max_tp_rate2 = 0;
219                 mg->max_prob_rate = 0;
220                 mi->sample_count++;
221
222                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
223                         if (!(mg->supported & BIT(i)))
224                                 continue;
225
226                         mr = &mg->rates[i];
227                         mr->retry_updated = false;
228                         index = MCS_GROUP_RATES * group + i;
229                         minstrel_calc_rate_ewma(mp, mr);
230                         minstrel_ht_calc_tp(mp, mi, group, i);
231
232                         if (!mr->cur_tp)
233                                 continue;
234
235                         /* ignore the lowest rate of each single-stream group */
236                         if (!i && minstrel_mcs_groups[group].streams == 1)
237                                 continue;
238
239                         if ((mr->cur_tp > cur_prob_tp && mr->probability >
240                              MINSTREL_FRAC(3, 4)) || mr->probability > cur_prob) {
241                                 mg->max_prob_rate = index;
242                                 cur_prob = mr->probability;
243                                 cur_prob_tp = mr->cur_tp;
244                         }
245
246                         if (mr->cur_tp > cur_tp) {
247                                 swap(index, mg->max_tp_rate);
248                                 cur_tp = mr->cur_tp;
249                                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
250                         }
251
252                         if (index >= mg->max_tp_rate)
253                                 continue;
254
255                         if (mr->cur_tp > cur_tp2) {
256                                 mg->max_tp_rate2 = index;
257                                 cur_tp2 = mr->cur_tp;
258                         }
259                 }
260         }
261
262         /* try to sample up to half of the available rates during each interval */
263         mi->sample_count *= 4;
264
265         cur_prob = 0;
266         cur_prob_tp = 0;
267         cur_tp = 0;
268         cur_tp2 = 0;
269         for (group = 0; group < ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups); group++) {
270                 mg = &mi->groups[group];
271                 if (!mg->supported)
272                         continue;
273
274                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_prob_rate);
275                 if (cur_prob_tp < mr->cur_tp &&
276                     minstrel_mcs_groups[group].streams == 1) {
277                         mi->max_prob_rate = mg->max_prob_rate;
278                         cur_prob = mr->cur_prob;
279                         cur_prob_tp = mr->cur_tp;
280                 }
281
282                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_tp_rate);
283                 if (cur_tp < mr->cur_tp) {
284                         mi->max_tp_rate2 = mi->max_tp_rate;
285                         cur_tp2 = cur_tp;
286                         mi->max_tp_rate = mg->max_tp_rate;
287                         cur_tp = mr->cur_tp;
288                 }
289
290                 mr = minstrel_get_ratestats(mi, mg->max_tp_rate2);
291                 if (cur_tp2 < mr->cur_tp) {
292                         mi->max_tp_rate2 = mg->max_tp_rate2;
293                         cur_tp2 = mr->cur_tp;
294                 }
295         }
296
297         mi->stats_update = jiffies;
298 }
299
300 static bool
301 minstrel_ht_txstat_valid(struct ieee80211_tx_rate *rate)
302 {
303         if (rate->idx < 0)
304                 return false;
305
306         if (!rate->count)
307                 return false;
308
309         return !!(rate->flags & IEEE80211_TX_RC_MCS);
310 }
311
312 static void
313 minstrel_next_sample_idx(struct minstrel_ht_sta *mi)
314 {
315         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
316
317         for (;;) {
318                 mi->sample_group++;
319                 mi->sample_group %= ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups);
320                 mg = &mi->groups[mi->sample_group];
321
322                 if (!mg->supported)
323                         continue;
324
325                 if (++mg->index >= MCS_GROUP_RATES) {
326                         mg->index = 0;
327                         if (++mg->column >= ARRAY_SIZE(sample_table))
328                                 mg->column = 0;
329                 }
330                 break;
331         }
332 }
333
334 static void
335 minstrel_downgrade_rate(struct minstrel_ht_sta *mi, unsigned int *idx,
336                         bool primary)
337 {
338         int group, orig_group;
339
340         orig_group = group = *idx / MCS_GROUP_RATES;
341         while (group > 0) {
342                 group--;
343
344                 if (!mi->groups[group].supported)
345                         continue;
346
347                 if (minstrel_mcs_groups[group].streams >
348                     minstrel_mcs_groups[orig_group].streams)
349                         continue;
350
351                 if (primary)
352                         *idx = mi->groups[group].max_tp_rate;
353                 else
354                         *idx = mi->groups[group].max_tp_rate2;
355                 break;
356         }
357 }
358
359 static void
360 minstrel_aggr_check(struct minstrel_priv *mp, struct ieee80211_sta *pubsta, struct sk_buff *skb)
361 {
362         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
363         struct sta_info *sta = container_of(pubsta, struct sta_info, sta);
364         u16 tid;
365
366         if (unlikely(!ieee80211_is_data_qos(hdr->frame_control)))
367                 return;
368
369         if (unlikely(skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE)))
370                 return;
371
372         tid = *ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & IEEE80211_QOS_CTL_TID_MASK;
373         if (likely(sta->ampdu_mlme.tid_tx[tid]))
374                 return;
375
376         if (skb_get_queue_mapping(skb) == IEEE80211_AC_VO)
377                 return;
378
379         ieee80211_start_tx_ba_session(pubsta, tid, 5000);
380 }
381
382 static void
383 minstrel_ht_tx_status(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
384                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
385                       struct sk_buff *skb)
386 {
387         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
388         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
389         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
390         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
391         struct minstrel_rate_stats *rate, *rate2;
392         struct minstrel_priv *mp = priv;
393         bool last = false;
394         int group;
395         int i = 0;
396
397         if (!msp->is_ht)
398                 return mac80211_minstrel.tx_status(priv, sband, sta, &msp->legacy, skb);
399
400         /* This packet was aggregated but doesn't carry status info */
401         if ((info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU) &&
402             !(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU))
403                 return;
404
405         if (!(info->flags & IEEE80211_TX_STAT_AMPDU)) {
406                 info->status.ampdu_ack_len =
407                         (info->flags & IEEE80211_TX_STAT_ACK ? 1 : 0);
408                 info->status.ampdu_len = 1;
409         }
410
411         mi->ampdu_packets++;
412         mi->ampdu_len += info->status.ampdu_len;
413
414         if (!mi->sample_wait && !mi->sample_tries && mi->sample_count > 0) {
415                 mi->sample_wait = 16 + 2 * MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
416                 mi->sample_tries = 2;
417                 mi->sample_count--;
418         }
419
420         if (info->flags & IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE)
421                 mi->sample_packets += info->status.ampdu_len;
422
423         for (i = 0; !last; i++) {
424                 last = (i == IEEE80211_TX_MAX_RATES - 1) ||
425                        !minstrel_ht_txstat_valid(&ar[i + 1]);
426
427                 if (!minstrel_ht_txstat_valid(&ar[i]))
428                         break;
429
430                 group = minstrel_ht_get_group_idx(&ar[i]);
431                 rate = &mi->groups[group].rates[ar[i].idx % 8];
432
433                 if (last)
434                         rate->success += info->status.ampdu_ack_len;
435
436                 rate->attempts += ar[i].count * info->status.ampdu_len;
437         }
438
439         /*
440          * check for sudden death of spatial multiplexing,
441          * downgrade to a lower number of streams if necessary.
442          */
443         rate = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate);
444         if (rate->attempts > 30 &&
445             MINSTREL_FRAC(rate->success, rate->attempts) <
446             MINSTREL_FRAC(20, 100))
447                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate, true);
448
449         rate2 = minstrel_get_ratestats(mi, mi->max_tp_rate2);
450         if (rate2->attempts > 30 &&
451             MINSTREL_FRAC(rate2->success, rate2->attempts) <
452             MINSTREL_FRAC(20, 100))
453                 minstrel_downgrade_rate(mi, &mi->max_tp_rate2, false);
454
455         if (time_after(jiffies, mi->stats_update + (mp->update_interval / 2 * HZ) / 1000)) {
456                 minstrel_ht_update_stats(mp, mi);
457                 if (!(info->flags & IEEE80211_TX_CTL_AMPDU))
458                         minstrel_aggr_check(mp, sta, skb);
459         }
460 }
461
462 static void
463 minstrel_calc_retransmit(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
464                          int index)
465 {
466         struct minstrel_rate_stats *mr;
467         const struct mcs_group *group;
468         unsigned int tx_time, tx_time_rtscts, tx_time_data;
469         unsigned int cw = mp->cw_min;
470         unsigned int ctime = 0;
471         unsigned int t_slot = 9; /* FIXME */
472         unsigned int ampdu_len = MINSTREL_TRUNC(mi->avg_ampdu_len);
473
474         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
475         if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(1, 10)) {
476                 mr->retry_count = 1;
477                 mr->retry_count_rtscts = 1;
478                 return;
479         }
480
481         mr->retry_count = 2;
482         mr->retry_count_rtscts = 2;
483         mr->retry_updated = true;
484
485         group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
486         tx_time_data = group->duration[index % MCS_GROUP_RATES] * ampdu_len;
487
488         /* Contention time for first 2 tries */
489         ctime = (t_slot * cw) >> 1;
490         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
491         ctime += (t_slot * cw) >> 1;
492         cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
493
494         /* Total TX time for data and Contention after first 2 tries */
495         tx_time = ctime + 2 * (mi->overhead + tx_time_data);
496         tx_time_rtscts = ctime + 2 * (mi->overhead_rtscts + tx_time_data);
497
498         /* See how many more tries we can fit inside segment size */
499         do {
500                 /* Contention time for this try */
501                 ctime = (t_slot * cw) >> 1;
502                 cw = min((cw << 1) | 1, mp->cw_max);
503
504                 /* Total TX time after this try */
505                 tx_time += ctime + mi->overhead + tx_time_data;
506                 tx_time_rtscts += ctime + mi->overhead_rtscts + tx_time_data;
507
508                 if (tx_time_rtscts < mp->segment_size)
509                         mr->retry_count_rtscts++;
510         } while ((tx_time < mp->segment_size) &&
511                  (++mr->retry_count < mp->max_retry));
512 }
513
514
515 static void
516 minstrel_ht_set_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi,
517                      struct ieee80211_tx_rate *rate, int index,
518                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc,
519                      bool sample, bool rtscts)
520 {
521         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
522         struct minstrel_rate_stats *mr;
523
524         mr = minstrel_get_ratestats(mi, index);
525         if (!mr->retry_updated)
526                 minstrel_calc_retransmit(mp, mi, index);
527
528         if (sample)
529                 rate->count = 1;
530         else if (mr->probability < MINSTREL_FRAC(20, 100))
531                 rate->count = 2;
532         else if (rtscts)
533                 rate->count = mr->retry_count_rtscts;
534         else
535                 rate->count = mr->retry_count;
536
537         rate->flags = IEEE80211_TX_RC_MCS | group->flags;
538         if (rtscts)
539                 rate->flags |= IEEE80211_TX_RC_USE_RTS_CTS;
540         rate->idx = index % MCS_GROUP_RATES + (group->streams - 1) * MCS_GROUP_RATES;
541 }
542
543 static inline int
544 minstrel_get_duration(int index)
545 {
546         const struct mcs_group *group = &minstrel_mcs_groups[index / MCS_GROUP_RATES];
547         return group->duration[index % MCS_GROUP_RATES];
548 }
549
550 static int
551 minstrel_get_sample_rate(struct minstrel_priv *mp, struct minstrel_ht_sta *mi)
552 {
553         struct minstrel_rate_stats *mr;
554         struct minstrel_mcs_group_data *mg;
555         int sample_idx = 0;
556
557         if (mi->sample_wait > 0) {
558                 mi->sample_wait--;
559                 return -1;
560         }
561
562         if (!mi->sample_tries)
563                 return -1;
564
565         mi->sample_tries--;
566         mg = &mi->groups[mi->sample_group];
567         sample_idx = sample_table[mg->column][mg->index];
568         mr = &mg->rates[sample_idx];
569         sample_idx += mi->sample_group * MCS_GROUP_RATES;
570         minstrel_next_sample_idx(mi);
571
572         /*
573          * When not using MRR, do not sample if the probability is already
574          * higher than 95% to avoid wasting airtime
575          */
576         if (!mp->has_mrr && (mr->probability > MINSTREL_FRAC(95, 100)))
577                 return -1;
578
579         /*
580          * Make sure that lower rates get sampled only occasionally,
581          * if the link is working perfectly.
582          */
583         if (minstrel_get_duration(sample_idx) >
584             minstrel_get_duration(mi->max_tp_rate)) {
585                 if (mr->sample_skipped < 20)
586                         return -1;
587
588                 if (mi->sample_slow++ > 2)
589                         return -1;
590         }
591
592         return sample_idx;
593 }
594
595 static void
596 minstrel_ht_get_rate(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
597                      struct ieee80211_tx_rate_control *txrc)
598 {
599         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(txrc->skb);
600         struct ieee80211_tx_rate *ar = info->status.rates;
601         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
602         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
603         struct minstrel_priv *mp = priv;
604         int sample_idx;
605         bool sample = false;
606
607         if (rate_control_send_low(sta, priv_sta, txrc))
608                 return;
609
610         if (!msp->is_ht)
611                 return mac80211_minstrel.get_rate(priv, sta, &msp->legacy, txrc);
612
613         info->flags |= mi->tx_flags;
614
615         /* Don't use EAPOL frames for sampling on non-mrr hw */
616         if (mp->hw->max_rates == 1 &&
617             txrc->skb->protocol == cpu_to_be16(ETH_P_PAE))
618                 sample_idx = -1;
619         else
620                 sample_idx = minstrel_get_sample_rate(mp, mi);
621
622 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
623         /* use fixed index if set */
624         if (mp->fixed_rate_idx != -1)
625                 sample_idx = mp->fixed_rate_idx;
626 #endif
627
628         if (sample_idx >= 0) {
629                 sample = true;
630                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[0], sample_idx,
631                         txrc, true, false);
632                 info->flags |= IEEE80211_TX_CTL_RATE_CTRL_PROBE;
633         } else {
634                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[0], mi->max_tp_rate,
635                         txrc, false, false);
636         }
637
638         if (mp->hw->max_rates >= 3) {
639                 /*
640                  * At least 3 tx rates supported, use
641                  * sample_rate -> max_tp_rate -> max_prob_rate for sampling and
642                  * max_tp_rate -> max_tp_rate2 -> max_prob_rate by default.
643                  */
644                 if (sample_idx >= 0)
645                         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_tp_rate,
646                                 txrc, false, false);
647                 else
648                         minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_tp_rate2,
649                                 txrc, false, true);
650
651                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[2], mi->max_prob_rate,
652                                      txrc, false, !sample);
653
654                 ar[3].count = 0;
655                 ar[3].idx = -1;
656         } else if (mp->hw->max_rates == 2) {
657                 /*
658                  * Only 2 tx rates supported, use
659                  * sample_rate -> max_prob_rate for sampling and
660                  * max_tp_rate -> max_prob_rate by default.
661                  */
662                 minstrel_ht_set_rate(mp, mi, &ar[1], mi->max_prob_rate,
663                                      txrc, false, !sample);
664
665                 ar[2].count = 0;
666                 ar[2].idx = -1;
667         } else {
668                 /* Not using MRR, only use the first rate */
669                 ar[1].count = 0;
670                 ar[1].idx = -1;
671         }
672
673         mi->total_packets++;
674
675         /* wraparound */
676         if (mi->total_packets == ~0) {
677                 mi->total_packets = 0;
678                 mi->sample_packets = 0;
679         }
680 }
681
682 static void
683 minstrel_ht_update_caps(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
684                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
685                         enum nl80211_channel_type oper_chan_type)
686 {
687         struct minstrel_priv *mp = priv;
688         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
689         struct minstrel_ht_sta *mi = &msp->ht;
690         struct ieee80211_mcs_info *mcs = &sta->ht_cap.mcs;
691         struct ieee80211_local *local = hw_to_local(mp->hw);
692         u16 sta_cap = sta->ht_cap.cap;
693         int n_supported = 0;
694         int ack_dur;
695         int stbc;
696         int i;
697
698         /* fall back to the old minstrel for legacy stations */
699         if (!sta->ht_cap.ht_supported)
700                 goto use_legacy;
701
702         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(minstrel_mcs_groups) !=
703                 MINSTREL_MAX_STREAMS * MINSTREL_STREAM_GROUPS);
704
705         msp->is_ht = true;
706         memset(mi, 0, sizeof(*mi));
707         mi->stats_update = jiffies;
708
709         ack_dur = ieee80211_frame_duration(local, 10, 60, 1, 1);
710         mi->overhead = ieee80211_frame_duration(local, 0, 60, 1, 1) + ack_dur;
711         mi->overhead_rtscts = mi->overhead + 2 * ack_dur;
712
713         mi->avg_ampdu_len = MINSTREL_FRAC(1, 1);
714
715         /* When using MRR, sample more on the first attempt, without delay */
716         if (mp->has_mrr) {
717                 mi->sample_count = 16;
718                 mi->sample_wait = 0;
719         } else {
720                 mi->sample_count = 8;
721                 mi->sample_wait = 8;
722         }
723         mi->sample_tries = 4;
724
725         stbc = (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC) >>
726                 IEEE80211_HT_CAP_RX_STBC_SHIFT;
727         mi->tx_flags |= stbc << IEEE80211_TX_CTL_STBC_SHIFT;
728
729         if (sta_cap & IEEE80211_HT_CAP_LDPC_CODING)
730                 mi->tx_flags |= IEEE80211_TX_CTL_LDPC;
731
732         if (oper_chan_type != NL80211_CHAN_HT40MINUS &&
733             oper_chan_type != NL80211_CHAN_HT40PLUS)
734                 sta_cap &= ~IEEE80211_HT_CAP_SUP_WIDTH_20_40;
735
736         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->groups); i++) {
737                 u16 req = 0;
738
739                 mi->groups[i].supported = 0;
740                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_SHORT_GI) {
741                         if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
742                                 req |= IEEE80211_HT_CAP_SGI_40;
743                         else
744                                 req |= IEEE80211_HT_CAP_SGI_20;
745                 }
746
747                 if (minstrel_mcs_groups[i].flags & IEEE80211_TX_RC_40_MHZ_WIDTH)
748                         req |= IEEE80211_HT_CAP_SUP_WIDTH_20_40;
749
750                 if ((sta_cap & req) != req)
751                         continue;
752
753                 mi->groups[i].supported =
754                         mcs->rx_mask[minstrel_mcs_groups[i].streams - 1];
755
756                 if (mi->groups[i].supported)
757                         n_supported++;
758         }
759
760         if (!n_supported)
761                 goto use_legacy;
762
763         return;
764
765 use_legacy:
766         msp->is_ht = false;
767         memset(&msp->legacy, 0, sizeof(msp->legacy));
768         msp->legacy.r = msp->ratelist;
769         msp->legacy.sample_table = msp->sample_table;
770         return mac80211_minstrel.rate_init(priv, sband, sta, &msp->legacy);
771 }
772
773 static void
774 minstrel_ht_rate_init(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
775                       struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
776 {
777         struct minstrel_priv *mp = priv;
778
779         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, sta, priv_sta, mp->hw->conf.channel_type);
780 }
781
782 static void
783 minstrel_ht_rate_update(void *priv, struct ieee80211_supported_band *sband,
784                         struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta,
785                         u32 changed, enum nl80211_channel_type oper_chan_type)
786 {
787         minstrel_ht_update_caps(priv, sband, sta, priv_sta, oper_chan_type);
788 }
789
790 static void *
791 minstrel_ht_alloc_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, gfp_t gfp)
792 {
793         struct ieee80211_supported_band *sband;
794         struct minstrel_ht_sta_priv *msp;
795         struct minstrel_priv *mp = priv;
796         struct ieee80211_hw *hw = mp->hw;
797         int max_rates = 0;
798         int i;
799
800         for (i = 0; i < IEEE80211_NUM_BANDS; i++) {
801                 sband = hw->wiphy->bands[i];
802                 if (sband && sband->n_bitrates > max_rates)
803                         max_rates = sband->n_bitrates;
804         }
805
806         msp = kzalloc(sizeof(struct minstrel_ht_sta), gfp);
807         if (!msp)
808                 return NULL;
809
810         msp->ratelist = kzalloc(sizeof(struct minstrel_rate) * max_rates, gfp);
811         if (!msp->ratelist)
812                 goto error;
813
814         msp->sample_table = kmalloc(SAMPLE_COLUMNS * max_rates, gfp);
815         if (!msp->sample_table)
816                 goto error1;
817
818         return msp;
819
820 error1:
821         kfree(msp->ratelist);
822 error:
823         kfree(msp);
824         return NULL;
825 }
826
827 static void
828 minstrel_ht_free_sta(void *priv, struct ieee80211_sta *sta, void *priv_sta)
829 {
830         struct minstrel_ht_sta_priv *msp = priv_sta;
831
832         kfree(msp->sample_table);
833         kfree(msp->ratelist);
834         kfree(msp);
835 }
836
837 static void *
838 minstrel_ht_alloc(struct ieee80211_hw *hw, struct dentry *debugfsdir)
839 {
840         return mac80211_minstrel.alloc(hw, debugfsdir);
841 }
842
843 static void
844 minstrel_ht_free(void *priv)
845 {
846         mac80211_minstrel.free(priv);
847 }
848
849 static struct rate_control_ops mac80211_minstrel_ht = {
850         .name = "minstrel_ht",
851         .tx_status = minstrel_ht_tx_status,
852         .get_rate = minstrel_ht_get_rate,
853         .rate_init = minstrel_ht_rate_init,
854         .rate_update = minstrel_ht_rate_update,
855         .alloc_sta = minstrel_ht_alloc_sta,
856         .free_sta = minstrel_ht_free_sta,
857         .alloc = minstrel_ht_alloc,
858         .free = minstrel_ht_free,
859 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUGFS
860         .add_sta_debugfs = minstrel_ht_add_sta_debugfs,
861         .remove_sta_debugfs = minstrel_ht_remove_sta_debugfs,
862 #endif
863 };
864
865
866 static void
867 init_sample_table(void)
868 {
869         int col, i, new_idx;
870         u8 rnd[MCS_GROUP_RATES];
871
872         memset(sample_table, 0xff, sizeof(sample_table));
873         for (col = 0; col < SAMPLE_COLUMNS; col++) {
874                 for (i = 0; i < MCS_GROUP_RATES; i++) {
875                         get_random_bytes(rnd, sizeof(rnd));
876                         new_idx = (i + rnd[i]) % MCS_GROUP_RATES;
877
878                         while (sample_table[col][new_idx] != 0xff)
879                                 new_idx = (new_idx + 1) % MCS_GROUP_RATES;
880
881                         sample_table[col][new_idx] = i;
882                 }
883         }
884 }
885
886 int __init
887 rc80211_minstrel_ht_init(void)
888 {
889         init_sample_table();
890         return ieee80211_rate_control_register(&mac80211_minstrel_ht);
891 }
892
893 void
894 rc80211_minstrel_ht_exit(void)
895 {
896         ieee80211_rate_control_unregister(&mac80211_minstrel_ht);
897 }